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Nov 15, 2023

Antiga fonte de oxigênio para a vida descoberta escondida nas profundezas da crosta terrestre

Por Newcastle UniversityAgosto 8, 2022 Pesquisadores descobriram uma fonte de

Por Newcastle University, 8 de agosto de 2022

Pesquisadores descobriram uma fonte de oxigênio que pode ter influenciado a evolução da vida antes do advento da fotossíntese.

Scientists at Newcastle University have discovered a source of oxygen deep in the Earth's crust that may have influenced the evolution of life before the advent of photosynthesisPhotosynthesis is how plants and some microorganisms use sunlight to synthesize carbohydrates from carbon dioxide and water." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">fotossíntese.

The pioneering research project uncovered a mechanism that can generate hydrogen peroxide from rocks during the movement of geological faults. The study was led by Newcastle University's School of Natural and Environmental Sciences and published today (August 8) in the journal Nature Communications<em>Nature Communications</em> is a peer-reviewed, open-access, multidisciplinary, scientific journal published by Nature Portfolio. It covers the natural sciences, including physics, biology, chemistry, medicine, and earth sciences. It began publishing in 2010 and has editorial offices in London, Berlin, New York City, and Shanghai. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Natureza Comunicações.

Embora o peróxido de hidrogênio em altas concentrações possa ser prejudicial à vida, ele também pode fornecer uma fonte útil de oxigênio para os micróbios. Essa fonte adicional de oxigênio pode ter influenciado a evolução inicial e possivelmente até a origem da vida em ambientes quentes na Terra primitiva antes da evolução da fotossíntese.

Os pesquisadores conseguiram simular algumas das principais condições de fraturamento de rochas subterrâneas usando frascos no laboratório. Rochas representativas da crosta oceânica e continental foram esmagadas sob nitrogênio, adicionadas a água livre de oxigênio e depois aquecidas. Crédito: Jon Telling / Jordan Stone / Newcastle University

Em regiões tectonicamente ativas, o movimento da crosta terrestre não apenas gera terremotos, mas também criva o subsolo com rachaduras e fraturas. Estes são revestidos com superfícies rochosas altamente reativas contendo muitas imperfeições ou defeitos. A água pode então filtrar e reagir com esses defeitos na rocha recém-fraturada.

O aluno de mestrado Jordan Stone simulou essas condições em laboratório esmagando granito, basalto e peridotito – tipos de rocha que estariam presentes na crosta terrestre primitiva. Estes foram então adicionados à água a temperaturas variáveis ​​sob condições bem controladas de ausência de oxigênio.

A pesquisa investiga uma fonte de oxigênio reativo associada a falhas geológicas; uma fonte potencial de oxigênio antes das cianobactérias oxigenando a atmosfera da Terra. Este oxigênio reativo pode ter tido um papel na evolução da vida de um mundo livre de oxigênio para um mundo oxigenado e contribuiu para a química pré-biótica em fraturas subterrâneas antes da origem da vida. Crédito: Jon Telling / Jordan Stone / Newcastle University

Os experimentos revelaram que quantidades substanciais de peróxido de hidrogênio – e, como resultado, potencialmente oxigênio – só foram geradas em temperaturas próximas ao ponto de ebulição da água. É importante ressaltar que a temperatura de formação de peróxido de hidrogênio se sobrepõe às faixas de crescimento de alguns dos micróbios mais amantes do calor na Terra, chamados hipertermófilos, incluindo micróbios evolutivos antigos que usam oxigênio perto da raiz da Árvore Universal da Vida.

O autor principal, Jordan Stone, que conduziu esta pesquisa como parte de seu Mestrado em Pesquisa em Geociência Ambiental, disse: "Embora pesquisas anteriores tenham sugerido que pequenas quantidades de peróxido de hidrogênio e outros oxidantes podem ser formadas por estresse ou esmagamento de rochas na ausência de oxigênio, este é o primeiro estudo a mostrar a importância vital de altas temperaturas na maximização da geração de peróxido de hidrogênio."